Оптимальне рішення для мінімізації витрат на повний цикл експлуатації зовнішніх напругових перетворювачів (VT/PT)

​​

Мета​
Мінімізувати загальні витрати на власність (TCO) протягом всього 30-річного циклу життя обладнання. Це досягається шляхом систематичної оптимізації проектування та інтелектуальних стратегій експлуатації та обслуговування (O&M), що ефективно збалансовує початкові інвестиції з довгостроковими операційними витратами.

​I. Основні стратегії оптимізації витрат​

1. ​Оптимізація проектування та моделювання​
• Використовуйте програмне забезпечення для моделювання електричного поля (наприклад, ANSYS, COMSOL) для точного розрахунку відстані стекання ізолятора та його механічної міцності. Оптимізуйте висоту ізолятора, профіль пластина та товщину стінки. Зменшіть надлишкові матеріали, при цьому дотримуючись стандартів IEC/CNS, що знижує вартість сировини на 15%-20%.
• Без компромісів у вигляді: Оптимізовані конструкції повністю пройшли всі типові випробування, включаючи випробування на стійкість до напруги мережевої частоти, випробування на ударну вразливість від блискавок та випробування на забруднення.
2. ​Стратегія вибору ізоляторів​
• ​Середньо забруднені райони (ESDD ≤ 0,1 мг/см²):​​ Використовуйте композитні ізолятори (матеріал зі силиконового каучуку) замість традиційних фарфорових ізоляторів:
  ✓ Зменшення ваги на 40% → Зниження вартості транспортування та встановлення.
  ✓ Гідрофобність відкладає виникнення пробою через забруднення → Зменшує частоту чищення.
  ✓ Покращена стійкість до тріщин → Уникання непланованих замін через розбиття фарфору.
  Зростання економічності більше ніж на 30% порівняно з традиційним фарфором.

​II. Ключові технології для контролю витрат на O&M​

1. ​Конструктивний дизайн з мінімумом обслуговування​
• ​Дизайн без підйому сердечника:​​ Герметична масляна ємність використовує розширення типу гофри + подвійні ущільнюючі кільця, що усуває потребу у підйому сердечника на 30 років. Уникання традиційних витрат на підйом сердечника (≈ $5,000 за раз) та втрат від простою.
• ​Модульна сушильна одиниця:​​ Сушарка може бути швидко замінена на місці (< 30 хвилин), не вимагаючи спеціального обладнання. Зменшує витрати на O&M на 70%.
2. ​Інтелектуальне моніторинг стану​
• ​Інтегровані інтерфейси моніторингу:​​ Предварительно проводженні інтерфейси для датчиків тиску/власності/рівня масла (відповідають IEC 61850), що підтримують інтеграцію з системами SCADA.
• ​Базова конфігурація:​​ Стандартний механічний масляний вказівник, вказівник тиску та вказівник вологи для "візуальної" швидкої діагностики.
• ​Переваги:​​ Надає раннє попередження про вироблення ізоляції, зменшує неплановані простої на ≥90% та знижує витрати на ремонти від 50%.

​III. Довгострокова енергоефективність та забезпечення надійності​

​IV. Модель квантифікації TCO (приклад)​​

Припустимо проект 220 кВ VT:
TCO = Вартість закупівлі + Σ(t=1 до 30) [Річні витрати на O&M / (1+r)^t] + Витрати через простої
(де r = ставка дисконтування)

​Ключові параметри:​​

• ​Енергоефективність:​​ Конструкція з низькими втратами зберігає ≈ 1,200 кВт·год/рік (≈$600/рік).
• ​Збільшення надійності:​​ Високонадійний бренд забезпечує частоту виняткових ситуацій ≤ 0.2% → Зменшує втрати через простої на $500k за 30 років.

​Результат:​​ Період окупності інвестицій < 8 років. Загальні витрати на цикл життя знижені на 18%-25%.

​Підсумок​
Це рішення використовує чотири стовпці - зменшення витрат на проектування (оптимізація матеріалів), інновації в конструкції O&M (без підйому сердечника + модульності), постійний контроль споживання енергії (низько-втратний сердечник) та система запобігання винятковим ситуаціям (моніторинг стану + висока надійність) - для скорочення загальних витрат на цикл життя зовнішніх VTs/PTs більше ніж на 20%, забезпечуючи безпеку та надійність. Воно надає енергетичним підприємствам економічно доведене рішення, перевірене протягом 30 років.

​Посилання на стандарти:​​ IEC 60044-2, GB/T 20840.2, CIGRE TB 583
​Застосовні сценарії:​​ Підстанції 110 кВ~500 кВ, підстанції для відновлюваної енергетики, райони з високим забрудненням в промислових зонах.